[信息與通信]微波技術(shù)與天線第4章-文庫(kù)吧
2025-01-06 12:54 本頁(yè)面
【正文】 2 微波傳輸系統(tǒng)的不均勻性及其等效網(wǎng)絡(luò) 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 單口網(wǎng)絡(luò) 當(dāng)一段規(guī)則傳輸線端接其它微波元件時(shí) , 則在連接的端面引起不連續(xù) , 產(chǎn)生反射。 若將參考面 T選在離不連續(xù)面較遠(yuǎn)的地方 , 則在參考面 T左側(cè)的傳輸線上只存在主模的入射波和反射波 , 可用等效傳輸線來(lái)表示 , 而把參考面 T以右部分作為一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò) , 把傳輸線作為該網(wǎng)絡(luò)的輸入端面 , 這樣就構(gòu)成了單口網(wǎng)絡(luò) , 如圖 4 3 所示。 ? 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)圖 4 – 3 端接微波元件的傳輸線及其等效網(wǎng)絡(luò) 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)?? 而等效傳輸線上任意點(diǎn)等效電壓、 電流分別為?? 式中 , Ze為等效傳輸線的等效特性阻抗。 傳輸線上任意一點(diǎn)輸入阻抗為(421) (422)(423) 1. 單口網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性 ? 令參考面 T處的電壓反射系數(shù)為 Γl, 由均勻傳輸線理論可知 , 等效傳輸線上任意點(diǎn)的反射系數(shù)為 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)(424)任意點(diǎn)的傳輸功率為 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 2. 歸一化電壓和電流 ? 由于微波網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜 , 因此在分析時(shí)通常采用歸一化阻抗 , 即將電路中各個(gè)阻抗用特性阻抗歸一 , 與此同時(shí)電壓和電流也要?dú)w一。 一般定義 : (425) 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)任意點(diǎn)的歸一化輸入阻抗為 于是 , 單口網(wǎng)絡(luò)可用傳輸線理論來(lái)分析。 ? 分別為歸一化電壓和電流 , 顯然作歸一化處理后 , 電壓 u和電流 i仍滿足 : 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 雙端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗與轉(zhuǎn)移矩陣 由前面分析可知 , 當(dāng)導(dǎo)波系統(tǒng)中插入不均勻體 (如圖 4 2 所示 )時(shí) , 會(huì)在該系統(tǒng)中產(chǎn)生反射和透射 , 從而改變?cè)袀鬏敺植?, 并且可能激起高次模 , 但由于將參考面設(shè)置在離不均勻體較遠(yuǎn)的地方 , 高次模的影響可忽略 , 于是可等效為如圖 4 4 所示的雙端口網(wǎng)絡(luò)。在各種微波網(wǎng)絡(luò)中 , 雙端口網(wǎng)絡(luò)是最基本的 , 任意具有兩個(gè)端口的微波元件均可視之為雙端口網(wǎng)絡(luò)。下面介紹線性無(wú)源雙端口網(wǎng)絡(luò)各端口上電壓和電流之間的關(guān)系。 ? 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)圖 4 –4 雙端口網(wǎng)絡(luò) 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 1. 阻抗矩陣與導(dǎo)納矩陣 ?? 設(shè)參考面 T1處的電壓和電流分別為 U1和 I1,而參考面 T2處電壓和電流分別為 U I2,連接 T T2端的廣義傳輸線的特性阻抗分別為 Ze1和 Ze2。 ? (1) 阻抗矩陣 ? 現(xiàn)取 I I2為自變量 , U U2為因變量 , 對(duì)線性網(wǎng)絡(luò)有(431) 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 寫成矩陣形式或簡(jiǎn)寫為 式中 , ［ U］ 為電壓矩陣 , ［ I］ 為電流矩陣 , 而［ Z］ 是阻抗矩陣 , 其中 Z1 Z22分別是端口 “1”和 “2”的自阻抗 。 Z1 Z21? 分別是端口 “1”和 “2”的互阻抗。各阻抗參量的定義如下 : ? 為 T2面開路時(shí) , 端口 “1”的輸入阻抗 ?(432a) （ 432b） 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)為 T1面開路時(shí) , 端口 “2”至端口 “1”的轉(zhuǎn)移阻抗 為 T2面開路時(shí) , 端口 “1”至端口 “2”的轉(zhuǎn)移阻抗為 T2面開路時(shí) , 端口 “2”的輸入阻抗 ? 由上述定義可見 , ［ Z］ 矩陣中的各個(gè)阻抗參數(shù)必須使用開路法測(cè)量 , 故也稱為開路阻抗參數(shù) , 而且由于參考面選擇不同 , 相應(yīng)的阻抗參數(shù)也不同。 ? 對(duì)于互易網(wǎng)絡(luò)有Z12=Z21 (433) 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 對(duì)于對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)則有若將各端口的電壓和電流分別對(duì)自身特性阻抗歸一化 , 則有代入式 (4 3 2)后整理可得(434)(435)(436) 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)(437)其中， 第 4章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) (2) 導(dǎo)納矩陣 ? 在上述雙端口網(wǎng)絡(luò)中 , 以 U U2為自變量 , I I2為因變量 , 則可得另 一組
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